电子工程系

Department of Electronic Engineering

2019年北京市科学技术奖提名公示-樊平毅

一、项目名称

面向智慧城市的物联网通信关键技术

二、候选单位

1、北京交通大学;2、清华大学;3、北京市计算中心

三、候选人

1、熊轲;2、樊平毅;3、陆杨;4、刘彤

四、项目简介.

随着5G的发展,智慧城市已上升为国家核心发展战略。智慧城市中智慧交通、智慧电力、智慧物流、智慧建筑等多种智慧信息系统的构建必须依靠物联网的强有力支撑,以实现多样化精细业务的承载和高智能决策能力的打造。如何为各类智慧信息系统提供可靠、高效的信息采集和传输服务已成为物联网设计的根本目标。

为此,申报人近年来针对智慧城市物联网中网络节点电池供电有限、多节点入网管理效率不高和移动环境下传输可靠性差等共性问题展开深入研究,取得了一系列创新和突破:

(1)在基于射频能量采集的物联网设计理论与方法方面,揭示了基于实际非线性能量采集电路模型的网络可达信息-能量域,给出了对应的多跳、多天线复杂网络设计理论与方法,提出了基于能量协作的传输方案,在保证物联网信息传输有效性的同时可提高网络持续供电能力。

(2)在基于多用户协作的物联网设计理论与方法方面,提出了一种基于多天线中继协作的接入方案,一种基于网络编码中继侦听协作的传输方案和一种基于人工加噪波束赋形的传输方案,在保证用户信息传输可靠性的同时,可分别提升网络能量效率、频谱效率和安全性。

(3)在基于移动服务量的物联网信息传输理论与方法方面,揭示了快时变链路最大传输速率与个性化服务延迟间的定量关系(信息论领域公开性难题),提出了移动服务量预测机制,给出了一种鲁棒多天线宽波束传输方案,可提升高速移动场景下物联网信息传输的有效性和可靠性。

相关创新成果发表IEEE JSAC等SCI期刊论文45篇和IEEE Globecom等知名国际会议论文24篇,其中An2区以上IEEE期刊论文23篇。所发表论文Web of Science引用726次,得到美国双院院士、普林斯顿大学知名教授H. Vincent Poor和被誉为“DSL之父”的斯坦福大学教授John M. Cioffi等20位IEEE Fellow引用,获评ESI高被引论文5篇,ESI热点论文1篇。获IEEE HMWC'14、IEEE GLOBECOM'14和第25届电子学会信息论学术年会最佳论文奖各1项。参与撰写高速移动通信、高铁通信和综合轨道交通的5G网络白皮书3部,并在FuTURE等论坛发布。与清华大学联合设计的基于MiniBee平台的高精度移动链路m参数估计系统,理论成果获IEEE HMWC最佳论文奖,所设计系统获得第十届北京市发明创新大赛银奖和中国国际科技博览会金奖。与北京市计算中心联合研发了云易通系统,实现本地集群和超算集群互联互通,将远程前后端处理接入云计算架构。该系统在房山区等地实际应用,为北京及周边地区智能物联和工业互联网应用提供了技术支撑。

五、代表性论文、著作发表情况(限6篇)

检索机构:北京交通大学图书馆、

序号论文(著作)名称刊名/出版社发表时间(年月日)通讯作者(含共同)第一作者(含共同)论文全部作者年卷期页码SCI他引   次数他引总次数是否国内完成
1Wireless Information and Energy Transfer for Two-Hop   Non-Regenerative MIMO-OFDM Relay NetworksIEEE JOURNAL ON SELECTED AREAS IN COMMUNICATIONS2015/8/6熊轲熊轲熊轲,樊平毅,张闯,Khaled Ben Letaief2015, vol. 33, no. 8, pp. 1595-1611115115
2Rate-Energy Region of SWIPT for MIMO Broadcasting Under Nonlinear   Energy Harvesting ModelIEEE TRANSACTIONS ON WIRELESS COMMUNICATIONS2017/8/17熊轲熊轲熊轲,王贝贝,K J Ray Liu2017, vol. 16, no. 8, pp. 5147-51616262
3Group Cooperation With Optimal Resource Allocation in Wireless   Powered Communication NetworksIEEE TRANSACTIONS ON WIRELESS COMMUNICATIONS2017/6/7熊轲熊轲熊轲,陈琛,屈刚,樊平毅,Khaled Ben Letaief2017, vol. 16, no. 6, pp. 3840-38533838
4Energy Efficiency With Proportional Rate Fairness in Multirelay   OFDM NetworksIEEE JOURNAL ON SELECTED AREAS IN COMMUNICATIONS2016/5/5熊轲熊轲熊轲,樊平毅,陆杨,Khaled Ben Letaief2016, vol. 34, no. 5, pp. 1431-14474141
5Optimal Power Allocation With Delay Constraint for Signal   Transmission From a Moving Train to Base Stations in High-Speed Railway   ScenariosIEEE TRANSACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY2015/12/14熊轲张闯张闯,樊平毅,熊轲,范平志2015, vol. 64, no. 12, pp. 5775-57883333
6SWIPT for MISO Wiretap Networks: Channel Uncertainties and   Nonlinear Energy Harvesting FeaturesIEEE Global Communications Conference2017/12/10熊轲陆杨陆杨,熊轲,樊平毅,刘彤,钟章队2017, pp. 1-611
合计290290

六、代表性论文、著作被他人引用情况(限6篇)

被引代表性论文、著作序号引文名称/引文作者引文刊名引文发表时间(年 月 日)
1Multi-user SWIPT cooperative networks: is the max–min criterion   still diversity-optimal?/Zhiguo Ding,H Vincent PoorIEEE Transactions on Wireless Communications2016/1/6
2Robust Energy Efficient Beamforming in MISOME-SWIPT Systems With   Proportional Secrecy Rate/Yanjie Dong,Md Jahangir Hossain,Julian Cheng,Victor   C M LeungIEEE Journal on Selected Areas in Communications2019/1/2
3Robust Resource Allocation for MISO Cognitive Radio Networks Under   Two Practical Non-Linear Energy Harvesting Models/Xiongjian Zhang,Yuhao   Wang,Fuhui Zhou,Naofal Al DhahirIEEE Communications Letter2018/9/13
4Relay Selection and Resource Allocation for SWIPT in Multi-User   OFDMA Systems/Sumit Gautam,Eva Lagunas,Symeon Chatzinotas,Bjorn OtterstenIEEE Transactions Wireless Communications2019/5/8
5An Energy-Aware Retransmission Approach in SWIPT-Based Cognitive   Relay Systems/Qiang Li,Xueyan Zhang,Ashish Pandharipande,Xiaohu Ge,Hamid   GharaviIEEE Transactions on Cognitive Communications and Networking2019/4/16
6Ultra-small Cell Networks with Collaborative RF and Lightwave   Power Transfer/Ha Vu Tran,Georges Kaddoum,Panagiotis D Diamantoulakis,Chadi   Abou Rjeily,George K KaragiannidisIEEE Transactions on Communications2019/5/15

七、提名意见

申报人近年来针对智慧城市物联网中网络节点电池供电有限、多节点入网管理效率不高和移动环境下传输可靠性差等共性问题展开深入研究,取得了一系列创新和突破:(1)在基于射频能量采集的物联网设计理论与方法方面,揭示了基于实际非线性能量采集电路模型的网络可达信息-能量域,给出了对应的多跳、多天线复杂网络设计理论与方法,提出了基于能量协作的传输方案,在保证物联网信息传输有效性的同时可提高网络持续供电能力。(2)在基于多用户协作的物联网设计理论与方法方面,提出了一种基于多天线中继协作的接入方案,一种基于网络编码中继侦听协作的传输方案和一种基于人工加噪波束赋形的传输方案,在保证用户信息传输可靠性的同时,可分别提升网络能量效率、频谱效率和安全性。(3)在基于移动服务量的物联网信息传输理论与方法方面,揭示了快时变链路最大传输速率与个性化服务延迟间的定量关系(信息论领域公开性难题),提出了移动服务量预测机制,给出了一种鲁棒多天线宽波束传输方案,可提升高速移动场景下物联网信息传输的有效性和可靠性。相关创新成果得到美国双院院士、普林斯顿大学知名教授H. Vincent Poor和被誉为“DSL之父”的斯坦福大学教授John M. Cioffi等20位IEEE Fellow引用,获评ESI高被引论文5篇,ESI热点论文1篇。与北京市计算中心联合研发了云易通系统,实现本地集群和超算集群互联互通,将远程前后端处理接入云计算架构,该系统在房山区等地实际应用,为北京及周边地区智能物联和工业互联网应用提供了技术支撑。我单位认真审阅了该项目提名书及其附件材料,确认全部材料真实有效,符合提名要求。同意提名该项目申报北京市自然科学奖一等奖和二等奖。

提名该项目为北京市科学技术奖(自然科学奖)(一等奖和二等奖)